2017 Fiscal Year Annual Research Report
Formation of light, carrier and current confinement structure by quantum well intermixing and its application to VCSEL
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15H03574
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮本 智之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (70282861)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 半導体レーザ / 面発光レーザ / 光閉じ込め / 電流閉じ込め / キャリア閉じ込め / 量子井戸混晶化 / プロトン注入 / トンネル接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，キャリア・光・電流閉じ込めという光デバイス基盤技術の形成に向けて，化合物半導体のヘテロ界面混晶化原理を応用した構造製作技術の実現と，その面発光レーザ応用を目的としている．
最終年度として，前年までの検討結果を基に，デバイス製作応用に向けた混晶化と関連技術の詳細な検討を進めた．
まず，キャリア閉じ込め応用の混晶化の検討では，前年に，実デバイスの深い位置（3μm程度）の活性層までイオン注入した混晶化では，デバイス特性改善が得られなかったことから，深い位置の混晶化条件検討を進めた．本構造の活性層特性評価を行うために，多層膜反射鏡を含まない試料を準備して評価した．結果として，デバイスに適用した0.2μm程度の浅い位置の混晶化条件に対して，深い位置の混晶化では結晶品質（PL発光強度）が大きく低下することが明らかとなった．これがデバイス特性改善が得られなかった理由と考え，深い位置の混晶化特性の改善には，より詳細な混晶化条件の検討が必要なことを明らかにした．
次に，イオン注入によるトンネル接合破壊に向けて，前年度に課題として挙げた電気抵抗の増加への対応として，複数の異なる材料を用いるトンネル接合構造を製作し，その電気抵抗比較を行った．インジウム，アンチモン，窒素を含むGaAs系の6種のトンネル構造の比較評価から，窒素を含む系の電気抵抗が低くなる傾向を明らかにした．特に，製作構造の中では，GaAsSb/GaNAsトンネル構造の電気抵抗が最も低くなる結果を得た．ただし，その抵抗は，実デバイスにおいて動作特性，特に効率改善が得られない大きさであった．このため，トンネル構造自身のより詳細な材料組成およびドーピング濃度等の最適化が必要であることを明らかにした．
以上より，実デバイスにおける特性改善は得られていないが，特性改善に重要な，提案する光デバイス基盤技術の形成における課題を明らかにした．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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